сряда, 28 ноември 2007 г.
![[Valid RSS]](valid-rss.png "Validate my RSS feed")
неделя, 25 ноември 2007 г.
КОНКУРС за ученически проекти “Демонстрационни модели за образователни цели”
ФОНДАЦИЯ ЕКО ЕНЕРГИЯ СЪС СЪДЕЙСТВИЕТО НА РЕГИОНАЛЕН ИНСПЕКТОРАТ ПО ОБРАЗОВАНИЕТО –
БЛАГОЕВГРАД ОБЯВЯВА КОНКУРС ЗА УЧЕНИЧЕСКИ ПРОЕКТИ
Благоевград 2008
Конкурсът за ученически проекти “Демонстрационни модели за образователни цели” се организира за първи път от Фондация Еко Енергия със съдействието на Регионалния Инспекторат по Образованието - Благоевград.
Целта на конкурса е да се активизира младежкото творческо мислене към разработването на оригинални демонстрационни модели (действащи прототипи, макети, софтуерни продукти и др.) за приложение в обучението по природните науки (химия, физика и биология).
РЕГЛАМЕНТ НА КОНКУРСА:
Участието в конкурса се изразява в представянето на проект, насочен към създаване на нови (оригинални) модели за онагледяване на процеси, явления и технологии в образователния процес.
Разработките могат да бъдат в следните направления:
• Конструиране на демонстрационни прототипи, макети и други учебно-технически средства.
• Разработване на софтуерни, мултимедийни и други информационни продукти.
• Идеи за създаване на иновационни устройства и технологии.
Участници в конкурса могат да бъдат ученици от VIII до XIII клас, като всяка разработка може да бъде представена от един или двама участници максимум.
Комплектът документи за участие в конкурса се представя в два екземпляра и трябва да съдържа:
• Писмен проект, който включва
работно заглавие;
цел на разработката;
описание на идеята;
списък на необходими материали, оборудване и консултантска помощ за реализиране на идеята;
очаквани резултати от реализиране на идеята;
приложения (ако е необходимо) – чертежи, илюстрации, фотографии и др.
Желателно е целият проект заедно с приложенията да не надвишава 10 стандартни страници. При възможност и желание, участниците могат да представят макет, прототип или други средства за по-пълно онагледяване на идеята.
• Формуляр за участие, съдържащ данни за участника или екипа и учебното заведение, където се обучава в момента.
Срокът за подаване на документите (проект и формуляр) за участие в конкурса “Демонстрационни модели за образователни цели” е 28 януари 2008 г.
Документите, както и допълнителнте материали (ако има такива) се изпращат по пощата на адрес:
Фондация Еко Енергия
(за конкурса “Демо модели”)
ул. “Васил Мечкуевски” №13 ет.2
2700 Благоевград
Допълнителна информация и разяснения може да получите, ако ни зададете конкретни въпроси (не по-късно от 14.01.2008 г.) на e-mail: eefound@mail.bg.
Етапи на оценяване:
• I етап. Проектите се предоставят за предварителна оценка от Експертна комисия (жури).
• II етап. Всички проекти, отговарящи на критериите за оценяване, се допускат до устна защита пред журито на конкурса. Участниците, допуснати до втория етап ще бъдат допълнително уведомени за датата и мястото на провеждане на устната защита.
Критерии за оценка:
• Оригиналност на идеята.
• Ясно формулирана цел.
• Логика на писменото изложение.
• Реалистичност на представената идея.
• Умение за анализ на необходимите ресурси за постигане на целта.
• Яснота при интерпретиране на очакваните резултати.
• Качество на писмения доклад и представените материали.
• Умение за представяне и водене на дискусия по проекта.
Класиране и награди:
• Авторите на проекта, класиран на първо място в конкурса, получават право на участие в международен конкурс през 2008 г., както и предоставяне на материално-техническа и консултантска помощ за доразвитие на проекта.
• Участниците, класирани на останалите призови места в конкурса, получават частична материално-техническа и консултантска помощ за доразвитие на своите проекти, както и правото да представят Еко Енерджи Клуб на подобни младежки форуми на национално ниво.
• Всички автори на проекти, допуснати до втория етап на конкурса, добиват правото на пълноправно членство в Еко Енерджи Клуб, както и на консултантска помощ за реализиране на представената идея извън класирането на настоящия конкурс.
Бъдете активни – станете част от един успешен екип!
Посетете: http://demo-fc.hit.bg
ФОРМУЛЯР ЗА УЧАСТИЕ В КОНКУРСА ЗА УЧЕНИЧЕСКИ ПРОЕКТИ “ДЕМОНСТРАЦИОННИ МОДЕЛИ
ЗА ОБРАЗОВАТЕЛНИ ЦЕЛИ” БЛАГОЕВГРАД, 2008
Заглавие на проекта: .......................................................................................................................................................
Водещ автор: ........................ ............................... ............................... .................................
(име) (презиме) (фамилия) (дата на раждане)
Адрес за контакти:..................... .......................................... .................................................
(пощ. код) (населено място) (улица №)
................................... ....................................... ......................................
(телефон) (факс) (e-mail)
Учебно заведение: ........................................................................... ......................................
(у-ще, университет) (наименование) (населено място)
........................................................................... ......................................
(специалност на автора) (година на обучение)
Съавтор: ........................ ................................. .................................. .................................
(име) (презиме) (фамилия) (дата на раждане)
Научен ръководител: ...............................................................................................................
(ако има такъв) (научна степен, звание, имена)
Месторабота: ......................................................................................................................
(организация, населено място)
Адрес за контакти: ..................... .......................................... ..................................................
(пощ. код) (населено място) (улица №)
................................... ....................................... ......................................
(телефон) (факс) (e-mail)
БЛАГОЕВГРАД ОБЯВЯВА КОНКУРС ЗА УЧЕНИЧЕСКИ ПРОЕКТИ
Благоевград 2008
Конкурсът за ученически проекти “Демонстрационни модели за образователни цели” се организира за първи път от Фондация Еко Енергия със съдействието на Регионалния Инспекторат по Образованието - Благоевград.
Целта на конкурса е да се активизира младежкото творческо мислене към разработването на оригинални демонстрационни модели (действащи прототипи, макети, софтуерни продукти и др.) за приложение в обучението по природните науки (химия, физика и биология).
РЕГЛАМЕНТ НА КОНКУРСА:
Участието в конкурса се изразява в представянето на проект, насочен към създаване на нови (оригинални) модели за онагледяване на процеси, явления и технологии в образователния процес.
Разработките могат да бъдат в следните направления:
• Конструиране на демонстрационни прототипи, макети и други учебно-технически средства.
• Разработване на софтуерни, мултимедийни и други информационни продукти.
• Идеи за създаване на иновационни устройства и технологии.
Участници в конкурса могат да бъдат ученици от VIII до XIII клас, като всяка разработка може да бъде представена от един или двама участници максимум.
Комплектът документи за участие в конкурса се представя в два екземпляра и трябва да съдържа:
• Писмен проект, който включва
работно заглавие;
цел на разработката;
описание на идеята;
списък на необходими материали, оборудване и консултантска помощ за реализиране на идеята;
очаквани резултати от реализиране на идеята;
приложения (ако е необходимо) – чертежи, илюстрации, фотографии и др.
Желателно е целият проект заедно с приложенията да не надвишава 10 стандартни страници. При възможност и желание, участниците могат да представят макет, прототип или други средства за по-пълно онагледяване на идеята.
• Формуляр за участие, съдържащ данни за участника или екипа и учебното заведение, където се обучава в момента.
Срокът за подаване на документите (проект и формуляр) за участие в конкурса “Демонстрационни модели за образователни цели” е 28 януари 2008 г.
Документите, както и допълнителнте материали (ако има такива) се изпращат по пощата на адрес:
Фондация Еко Енергия
(за конкурса “Демо модели”)
ул. “Васил Мечкуевски” №13 ет.2
2700 Благоевград
Допълнителна информация и разяснения може да получите, ако ни зададете конкретни въпроси (не по-късно от 14.01.2008 г.) на e-mail: eefound@mail.bg.
Етапи на оценяване:
• I етап. Проектите се предоставят за предварителна оценка от Експертна комисия (жури).
• II етап. Всички проекти, отговарящи на критериите за оценяване, се допускат до устна защита пред журито на конкурса. Участниците, допуснати до втория етап ще бъдат допълнително уведомени за датата и мястото на провеждане на устната защита.
Критерии за оценка:
• Оригиналност на идеята.
• Ясно формулирана цел.
• Логика на писменото изложение.
• Реалистичност на представената идея.
• Умение за анализ на необходимите ресурси за постигане на целта.
• Яснота при интерпретиране на очакваните резултати.
• Качество на писмения доклад и представените материали.
• Умение за представяне и водене на дискусия по проекта.
Класиране и награди:
• Авторите на проекта, класиран на първо място в конкурса, получават право на участие в международен конкурс през 2008 г., както и предоставяне на материално-техническа и консултантска помощ за доразвитие на проекта.
• Участниците, класирани на останалите призови места в конкурса, получават частична материално-техническа и консултантска помощ за доразвитие на своите проекти, както и правото да представят Еко Енерджи Клуб на подобни младежки форуми на национално ниво.
• Всички автори на проекти, допуснати до втория етап на конкурса, добиват правото на пълноправно членство в Еко Енерджи Клуб, както и на консултантска помощ за реализиране на представената идея извън класирането на настоящия конкурс.
Бъдете активни – станете част от един успешен екип!
Посетете: http://demo-fc.hit.bg
ФОРМУЛЯР ЗА УЧАСТИЕ В КОНКУРСА ЗА УЧЕНИЧЕСКИ ПРОЕКТИ “ДЕМОНСТРАЦИОННИ МОДЕЛИ
ЗА ОБРАЗОВАТЕЛНИ ЦЕЛИ” БЛАГОЕВГРАД, 2008
Заглавие на проекта: .......................................................................................................................................................
Водещ автор: ........................ ............................... ............................... .................................
(име) (презиме) (фамилия) (дата на раждане)
Адрес за контакти:..................... .......................................... .................................................
(пощ. код) (населено място) (улица №)
................................... ....................................... ......................................
(телефон) (факс) (e-mail)
Учебно заведение: ........................................................................... ......................................
(у-ще, университет) (наименование) (населено място)
........................................................................... ......................................
(специалност на автора) (година на обучение)
Съавтор: ........................ ................................. .................................. .................................
(име) (презиме) (фамилия) (дата на раждане)
Научен ръководител: ...............................................................................................................
(ако има такъв) (научна степен, звание, имена)
Месторабота: ......................................................................................................................
(организация, населено място)
Адрес за контакти: ..................... .......................................... ..................................................
(пощ. код) (населено място) (улица №)
................................... ....................................... ......................................
(телефон) (факс) (e-mail)
Тест за възобновяеми източници на енергия
1.Какво означава фотоволтаично превръщане?
А)Директно превръщане на слънчева енергия в електрическа енергия
Б)Производство на електрическа енергия с помощта на топлина
В)Производство на топлинна енергия с помощта на електрическа енергия
Г)Производство на електрическа енергия от вятър
2.Кой материал се използва в производството на фотоволтаична клетка?
А)Мед
Б)Силиций
В)Алуминий
Г)Друг материал
3.Фотоволтаична клетка изложена на слънчева радиация действа като:
А)Генератор за ток
Б)Генератор за напрежение
В)Електрическо съпротивление
Г)Няма верен отговор.
4.Покажете вярната единица за мощност на фотоволтаична клетка:
А)V
Б)A
В)W
Г)pW
5.Максималната стойност на мощността, която една клетка може да достави зависи от :
А)Pадиацията W / m²
Б)Повърхостта на клетката C . m²
В)Температурата °C
Г)И трите от гореспоменатите елементи
6.К.П.Д. на фотоволраичната клетката е :
А)Приблизително 15 %
Б)Приблизително 30 %
В)Приблизително 60 %
Г)Приблизително 90 %
7.Електрическата енергия , произведена от фотоволтаичен генератор ( GFV ) е :
А)Постоянен ток
Б)Монофазен променлив ток
В)Трифазен променлив ток
Г)Друг тип на ток
8.За да се получи променлив поток , кой елемент трябва да бъде поставен между фотоволтаичния генератор и товарът ?
А)Превключвател
Б)Батерия
В)Инвертор
Г)Регулатор на напрежение
9.Международните споразумения предвиждат 10 % увеличение в продукцията на фотоволтаична енергия в Европа до 2010 . Защо ?
А)Да намали енергетичната зависимост от нефт
Б)Да намали цената на кWh произведенa eлектроенергия
В)Да намали емисията на замърсяващи частици,а както и за намаляване на парниковия ефект
Г)Защото невъзстановимите източници на енергия (твърди, течни и газообразни горива ) се изчерпват
10.Какво е вятърен генератор ?
А)Самолет - задвижван от вятърът
Б)Съвременна вятърна мелница
В)Апарат за продукцията на електрическа енергия от вятър
Г)Апарат, който гарантира движението на кораби при липса на вятър
11.Какви са най-добрите условия за функционирането на вятърен генератор?
А)Лек ветрец
Б)Умерен вятър
В)Силен вятър, дори когато краткотраен
Г)Безветрие
12.Кой е най-големият недостатък на ферма за вятър, разположена близо до застроена площ ?
А)Това погубва местността
Б)Шумно е
В)Произвежда електромагнитно замърсяване
Г)Смущава дивите животни
13.Силата на вятърен генератор нараства с :
А)Температурата
Б)Височината над морското равнище
В)Третата степен на скоростта на вятъра
Г)Квадрата на скоростта на вятъра
14.Установено е, че 90% от енергопотреблението в домакинствата отива за отопление и битова топла вода. Използването на слънчевата енергия може да намали значително разходите за тези нужди и да намали вредните емисии на:
А)въглероден диоксид до 50%.
Б)на озон до 50%.
В)кислород до 50%.
Г)азот до 50%.
15.Човечеството не само изразходва огромни количества материя, която в голямата си част превръща в замърсители на природата, но и произвежда огромно количество енергия. Тази енергия в крайна сметка повишава температурата на планетата – т.нар.:
А)“парников ефект”.
Б)“топлинен ефект”.
3В)затопляне.
Г)замърсяване.
16.Конвенциите от Киото и Рио са споразумение за:
А)за мир.
Б)за неизползване на ядрена енергия.
В)за незамърсяване на околната среда
Г)Няма верен отговор.
А)Директно превръщане на слънчева енергия в електрическа енергия
Б)Производство на електрическа енергия с помощта на топлина
В)Производство на топлинна енергия с помощта на електрическа енергия
Г)Производство на електрическа енергия от вятър
2.Кой материал се използва в производството на фотоволтаична клетка?
А)Мед
Б)Силиций
В)Алуминий
Г)Друг материал
3.Фотоволтаична клетка изложена на слънчева радиация действа като:
А)Генератор за ток
Б)Генератор за напрежение
В)Електрическо съпротивление
Г)Няма верен отговор.
4.Покажете вярната единица за мощност на фотоволтаична клетка:
А)V
Б)A
В)W
Г)pW
5.Максималната стойност на мощността, която една клетка може да достави зависи от :
А)Pадиацията W / m²
Б)Повърхостта на клетката C . m²
В)Температурата °C
Г)И трите от гореспоменатите елементи
6.К.П.Д. на фотоволраичната клетката е :
А)Приблизително 15 %
Б)Приблизително 30 %
В)Приблизително 60 %
Г)Приблизително 90 %
7.Електрическата енергия , произведена от фотоволтаичен генератор ( GFV ) е :
А)Постоянен ток
Б)Монофазен променлив ток
В)Трифазен променлив ток
Г)Друг тип на ток
8.За да се получи променлив поток , кой елемент трябва да бъде поставен между фотоволтаичния генератор и товарът ?
А)Превключвател
Б)Батерия
В)Инвертор
Г)Регулатор на напрежение
9.Международните споразумения предвиждат 10 % увеличение в продукцията на фотоволтаична енергия в Европа до 2010 . Защо ?
А)Да намали енергетичната зависимост от нефт
Б)Да намали цената на кWh произведенa eлектроенергия
В)Да намали емисията на замърсяващи частици,а както и за намаляване на парниковия ефект
Г)Защото невъзстановимите източници на енергия (твърди, течни и газообразни горива ) се изчерпват
10.Какво е вятърен генератор ?
А)Самолет - задвижван от вятърът
Б)Съвременна вятърна мелница
В)Апарат за продукцията на електрическа енергия от вятър
Г)Апарат, който гарантира движението на кораби при липса на вятър
11.Какви са най-добрите условия за функционирането на вятърен генератор?
А)Лек ветрец
Б)Умерен вятър
В)Силен вятър, дори когато краткотраен
Г)Безветрие
12.Кой е най-големият недостатък на ферма за вятър, разположена близо до застроена площ ?
А)Това погубва местността
Б)Шумно е
В)Произвежда електромагнитно замърсяване
Г)Смущава дивите животни
13.Силата на вятърен генератор нараства с :
А)Температурата
Б)Височината над морското равнище
В)Третата степен на скоростта на вятъра
Г)Квадрата на скоростта на вятъра
14.Установено е, че 90% от енергопотреблението в домакинствата отива за отопление и битова топла вода. Използването на слънчевата енергия може да намали значително разходите за тези нужди и да намали вредните емисии на:
А)въглероден диоксид до 50%.
Б)на озон до 50%.
В)кислород до 50%.
Г)азот до 50%.
15.Човечеството не само изразходва огромни количества материя, която в голямата си част превръща в замърсители на природата, но и произвежда огромно количество енергия. Тази енергия в крайна сметка повишава температурата на планетата – т.нар.:
А)“парников ефект”.
Б)“топлинен ефект”.
3В)затопляне.
Г)замърсяване.
16.Конвенциите от Киото и Рио са споразумение за:
А)за мир.
Б)за неизползване на ядрена енергия.
В)за незамърсяване на околната среда
Г)Няма верен отговор.
събота, 24 ноември 2007 г.
Fuel Cell
Горивна клетка
Цеца Цолова Христова
ПГ по КТС гр. Правец, към ТУ-София
Има няколко различни видa горивни клетки, но принципното устройство се състои от два електрода, включващи отрицателен анод и положителен катод. Те са разделени от течен или твърд електролит, който пренася електрически заредените частици между двата електродa. Катализаторът по принцип е направен от платина и се използва да ускорява реакциите при електродите . Горивни клетки в дадената таблица са класифицирани спрямо вида на електролита и тяхната работна температура . Всеки вид изисква определени материали и горива и е подходящ за различни приложения .
Електролит Температура С°
Alkaline (AFC) 90
Proton Exchange Membrane (PEMFC) 80-100
Direct methanol fuel cell (DMFC) 90
Phosphoric acid (PAFC) 140
Molten carbonate (MCFC) 800
Solid oxide (SOFC 800-1000
Regenerative fuel cell -
Какъв е принципът на работа на горивните клетки ?
Горивната клетка се състои от електролит който е поставен между два електрода . Кислородът преминава през единия електрод, а водородът през другия, генерирайки електричество , вода и горещина . Горивната клетка може да използва водород, преобразуван от каквото и да е гориво с въглеводород . От друга страна, горивните клетки за висока температура нямат нужда от преобразувател за гориво и направо могат да използват природни горива като естествена газ , газ от въглища , и т.н. Откакто горивната клетка разчита на химичните процеси и горенето, вредните емисии са много по-малко от емисиите при горене и на най-чистото гориво.
Преглед на технологията.
Горивната клетка е електро-химичен преобразувател на енергия . Тя съединява водород и кислород, за да произвежда вода и електричество .Тя всъщност е електро-химично устройство , приличащо по функция на батерия, но за разлика от батерията тя не складира енергия. Това е процес за поток, който тегли течност или газообразно гориво от отделен резервоар и ако е необходимо го превръща във водород чрез преобразуване. Тогава водородът се комбинира с кислорода от въздуха в горивната клетка и произвежда вода и електричество. Превръщането на енергията в горивната клетка по принцип е чист и тих процес.
Горивната клетка обикновено използува водород като гориво, но също така могат да бъдат използвани и други горива като естествен газ , метанол и дори въглища. В повечето видове горивни клетки тези горива първо трябва да бъдат преобразувани във водород с помощта на преобразувател.В зависимост от вида на горивната клетка крайният продукт може да бъде електричество и топлина от 80°C дo 800°C.
Какви са различните аспекти в технологията и приложенията на горивната клетка?
Централната работеща част от “PEM” (Proton Exchange Membrane) горивна клетка е съвкупността от електрод и мембрана , която има слоеста структура и се състои от анод, електролит във вид на полимерна мембрана и катод . Водородът се подава на анода и прониква през него към катализатор от тънък платинен слой, намиращ се на границата между анода и полимерната мембрана. Тук водородът се превръща в протони и електрони . На катода протоните и електроните се събират отново и се комбинират с кислорода от въздуха, при което се отделя вода и топлина.
Какво представлява горивната клетка?
Горивната клетка е електро-химично устройство, което комбинира водород и кислород ( от въздуха) за да произвежда електричество, горещина и вода . Клеткита за гориво работят без горене, и затова не замърсяват въздуха. И тъй като няма движещи се части, горивните клетки са изключително тихи. Горивната клетка се състои от анод ( отрицателен електрод, който отблъсква електроните ), и от катод (положителен електрод, който привлича електроните).
Когато водородът навлиза в анода на горивната клетка,катализаторът към анода спомага за разделяне на протоните от електроните.
Електролитът в центъра позволява само на протоните да преминат през мембраната към страната на катода на горивната клетка. Електроните не могат да преминат през тази мембрана и текат през външна верига във формата на електрически ток .
Когато кислородът протича през катода на горивната клетка, друг катализатор помага на кислорода, протоните и електроните да се комбинират за произвеждане на чиста вода и горещина. Горивните клетки са комбинирани според размера си, който от своя страна зависи от необходимото количество електричество. Тя е само част от електроцентралата с горивна клетка.
Тъй като горивната клетка произвежда само прав ток чрез конвертор той се превръща в променлив. Също така,понеже водородът често не е наличен, e необходим процесор за превръщането на въглеводородните горива във водород за горивната клетка. Електроцентралата също изисква да има контролер.
Какво представлява процесорът за гориво ?
Просто устроен , процесор за гориво е механично устройство, което използва горещина и катализатор, за да промени химичният състав на въглеводорода и да се получи свободен водороден атом. Има три основни начина за преработване на горивото: катализно преобразуване на парата, автоматично термично преобразуване и катализно частично преобразуване чрез окисляване..
Катализният преобразувател за пара ( CSR ) събира заедно въглеводородното гориво, катализатора и парата и тогава прилага допълнителна горещина от външен източник, за да генерира химическата реакция . Едно преимущество на тази система е големият к.п.д.
Автоматичните термални реформатори ( ATR ) събират заедно въглеводородното гориво, катализатора, парата и кислорода. Част на горивото се използува да генерира необходимата горещина за химическата реакция . Една отличителна черта на тази система е неговата способност да преобразува много различни видове горива.
Катализните частични преобразуватели за окисление ( CPOX ) са подобни на автомобилните топлинни преобразуватели, но технологията позволява по-проста и по-малка работна система.
За какво се използва горивната клетка?
Горивни клетки може да се използват в транспорта, както за неподвижни, така и за преносими приложения. Пример на всичко това са автомобилите, производството на енергия, и малки батерии. Тъй като приложения в автомобилния пазар най-вероятно ще доведат печалба за търговското развитие в много близко бъдеще, тази секция фокусира главно на транспортни приложения.
1. Приложение в транспорта
В транспорта се изисква горивните клетки да са евтини, леки, компакти, мощни, да имат добър външен вид ,да са безопасни, да имат гъвкави конфигурации и да са лесни за използване.
Размер и големина
Горивните клетки за транспорт, особено автомобилни приложения, трябва да бъдат леки, компактни и предоставящи задоволителна производителност. Леките горивни клетки (онези с висока силова плътност) ще намалят масата на автомобила, осъществявайки и подобрението на икономика на гориво и намаление на разходи на структурните материали. Горивните клетки които са компактни позволяват на производителите на автомобили да увеличи пътническото и багажно пространство за различните автомобилни профили. Ограничението в размерът и масата на горивните клетки и съхранението на горивото може да бъде по-малко строго за маса транзитни приложения, позволявайки по-широк диапазон от различни видове горивни клетки да бъде приложен.
Производителност
Горивните клетки за автомобилните приложения изискват бързи времена и отлична характеристика на товара. Технологии които изискват време за загряване от рода на много минути или часове ще са неприемливи за автомобилните потребители, макар, че може би приемливи за маса транзит и тежки транспортни приложения. Горивните клетки използвани за транспорт трябва да отговорят адекватно на краткотрайни натоварвания както например, спиране и потегляне, внезапно ускорение, хълмисти пътища, и също така способни да започнат производство на мощност при или около температурите на замразяване. Сведения за Американското 'Mетанол' Общество откри че директните метанолови горивни клетки имат способността за бърз отговор на постъпкови промени в натоварването, и имат способността да стартират работа при температурите леко над замразяване. Веднъж стартирани, директните метанолови горивни клетки ще увеличат температурата си поради отделената генерирана топлина от купа, позволявайки трайно действие при ниските температури. Протон-обменните мембранови горивни клетки също имат бързи времена и добри отзиви за близко бъдеще
Безопасност
Докато безопасността е първостепенна във всички приложения на горивните клетки, това е особено критично за транспортни приложения. В случая на неизправност или нещастен случай, пораженията на пътниците в превозните средства и лица в околността на превозните средства трябва да бъдат намалени. Горивните клетки които работят при по-ниски температури, с обкръжаваща среда или ниската херметизация, и изградена от добри материали ще бъде предпочитана за транспортни приложения. Горивни клетки които работят при много високи температури, високо налягане, и/или съдържат разяждащи материали са по-малко желателни за транспортни приложения, и изискат по-скъпа конструкция и сигурност ако ще се ползват.
Цеца Цолова Христова
ПГ по КТС гр. Правец, към ТУ-София
Има няколко различни видa горивни клетки, но принципното устройство се състои от два електрода, включващи отрицателен анод и положителен катод. Те са разделени от течен или твърд електролит, който пренася електрически заредените частици между двата електродa. Катализаторът по принцип е направен от платина и се използва да ускорява реакциите при електродите . Горивни клетки в дадената таблица са класифицирани спрямо вида на електролита и тяхната работна температура . Всеки вид изисква определени материали и горива и е подходящ за различни приложения .
Електролит Температура С°
Alkaline (AFC) 90
Proton Exchange Membrane (PEMFC) 80-100
Direct methanol fuel cell (DMFC) 90
Phosphoric acid (PAFC) 140
Molten carbonate (MCFC) 800
Solid oxide (SOFC 800-1000
Regenerative fuel cell -
Какъв е принципът на работа на горивните клетки ?
Горивната клетка се състои от електролит който е поставен между два електрода . Кислородът преминава през единия електрод, а водородът през другия, генерирайки електричество , вода и горещина . Горивната клетка може да използва водород, преобразуван от каквото и да е гориво с въглеводород . От друга страна, горивните клетки за висока температура нямат нужда от преобразувател за гориво и направо могат да използват природни горива като естествена газ , газ от въглища , и т.н. Откакто горивната клетка разчита на химичните процеси и горенето, вредните емисии са много по-малко от емисиите при горене и на най-чистото гориво.
Преглед на технологията.
Горивната клетка е електро-химичен преобразувател на енергия . Тя съединява водород и кислород, за да произвежда вода и електричество .Тя всъщност е електро-химично устройство , приличащо по функция на батерия, но за разлика от батерията тя не складира енергия. Това е процес за поток, който тегли течност или газообразно гориво от отделен резервоар и ако е необходимо го превръща във водород чрез преобразуване. Тогава водородът се комбинира с кислорода от въздуха в горивната клетка и произвежда вода и електричество. Превръщането на енергията в горивната клетка по принцип е чист и тих процес.
Горивната клетка обикновено използува водород като гориво, но също така могат да бъдат използвани и други горива като естествен газ , метанол и дори въглища. В повечето видове горивни клетки тези горива първо трябва да бъдат преобразувани във водород с помощта на преобразувател.В зависимост от вида на горивната клетка крайният продукт може да бъде електричество и топлина от 80°C дo 800°C.
Какви са различните аспекти в технологията и приложенията на горивната клетка?
Централната работеща част от “PEM” (Proton Exchange Membrane) горивна клетка е съвкупността от електрод и мембрана , която има слоеста структура и се състои от анод, електролит във вид на полимерна мембрана и катод . Водородът се подава на анода и прониква през него към катализатор от тънък платинен слой, намиращ се на границата между анода и полимерната мембрана. Тук водородът се превръща в протони и електрони . На катода протоните и електроните се събират отново и се комбинират с кислорода от въздуха, при което се отделя вода и топлина.
Какво представлява горивната клетка?
Горивната клетка е електро-химично устройство, което комбинира водород и кислород ( от въздуха) за да произвежда електричество, горещина и вода . Клеткита за гориво работят без горене, и затова не замърсяват въздуха. И тъй като няма движещи се части, горивните клетки са изключително тихи. Горивната клетка се състои от анод ( отрицателен електрод, който отблъсква електроните ), и от катод (положителен електрод, който привлича електроните).
Когато водородът навлиза в анода на горивната клетка,катализаторът към анода спомага за разделяне на протоните от електроните.
Електролитът в центъра позволява само на протоните да преминат през мембраната към страната на катода на горивната клетка. Електроните не могат да преминат през тази мембрана и текат през външна верига във формата на електрически ток .
Когато кислородът протича през катода на горивната клетка, друг катализатор помага на кислорода, протоните и електроните да се комбинират за произвеждане на чиста вода и горещина. Горивните клетки са комбинирани според размера си, който от своя страна зависи от необходимото количество електричество. Тя е само част от електроцентралата с горивна клетка.
Тъй като горивната клетка произвежда само прав ток чрез конвертор той се превръща в променлив. Също така,понеже водородът често не е наличен, e необходим процесор за превръщането на въглеводородните горива във водород за горивната клетка. Електроцентралата също изисква да има контролер.
Какво представлява процесорът за гориво ?
Просто устроен , процесор за гориво е механично устройство, което използва горещина и катализатор, за да промени химичният състав на въглеводорода и да се получи свободен водороден атом. Има три основни начина за преработване на горивото: катализно преобразуване на парата, автоматично термично преобразуване и катализно частично преобразуване чрез окисляване..
Катализният преобразувател за пара ( CSR ) събира заедно въглеводородното гориво, катализатора и парата и тогава прилага допълнителна горещина от външен източник, за да генерира химическата реакция . Едно преимущество на тази система е големият к.п.д.
Автоматичните термални реформатори ( ATR ) събират заедно въглеводородното гориво, катализатора, парата и кислорода. Част на горивото се използува да генерира необходимата горещина за химическата реакция . Една отличителна черта на тази система е неговата способност да преобразува много различни видове горива.
Катализните частични преобразуватели за окисление ( CPOX ) са подобни на автомобилните топлинни преобразуватели, но технологията позволява по-проста и по-малка работна система.
За какво се използва горивната клетка?
Горивни клетки може да се използват в транспорта, както за неподвижни, така и за преносими приложения. Пример на всичко това са автомобилите, производството на енергия, и малки батерии. Тъй като приложения в автомобилния пазар най-вероятно ще доведат печалба за търговското развитие в много близко бъдеще, тази секция фокусира главно на транспортни приложения.
1. Приложение в транспорта
В транспорта се изисква горивните клетки да са евтини, леки, компакти, мощни, да имат добър външен вид ,да са безопасни, да имат гъвкави конфигурации и да са лесни за използване.
Размер и големина
Горивните клетки за транспорт, особено автомобилни приложения, трябва да бъдат леки, компактни и предоставящи задоволителна производителност. Леките горивни клетки (онези с висока силова плътност) ще намалят масата на автомобила, осъществявайки и подобрението на икономика на гориво и намаление на разходи на структурните материали. Горивните клетки които са компактни позволяват на производителите на автомобили да увеличи пътническото и багажно пространство за различните автомобилни профили. Ограничението в размерът и масата на горивните клетки и съхранението на горивото може да бъде по-малко строго за маса транзитни приложения, позволявайки по-широк диапазон от различни видове горивни клетки да бъде приложен.
Производителност
Горивните клетки за автомобилните приложения изискват бързи времена и отлична характеристика на товара. Технологии които изискват време за загряване от рода на много минути или часове ще са неприемливи за автомобилните потребители, макар, че може би приемливи за маса транзит и тежки транспортни приложения. Горивните клетки използвани за транспорт трябва да отговорят адекватно на краткотрайни натоварвания както например, спиране и потегляне, внезапно ускорение, хълмисти пътища, и също така способни да започнат производство на мощност при или около температурите на замразяване. Сведения за Американското 'Mетанол' Общество откри че директните метанолови горивни клетки имат способността за бърз отговор на постъпкови промени в натоварването, и имат способността да стартират работа при температурите леко над замразяване. Веднъж стартирани, директните метанолови горивни клетки ще увеличат температурата си поради отделената генерирана топлина от купа, позволявайки трайно действие при ниските температури. Протон-обменните мембранови горивни клетки също имат бързи времена и добри отзиви за близко бъдеще
Безопасност
Докато безопасността е първостепенна във всички приложения на горивните клетки, това е особено критично за транспортни приложения. В случая на неизправност или нещастен случай, пораженията на пътниците в превозните средства и лица в околността на превозните средства трябва да бъдат намалени. Горивните клетки които работят при по-ниски температури, с обкръжаваща среда или ниската херметизация, и изградена от добри материали ще бъде предпочитана за транспортни приложения. Горивни клетки които работят при много високи температури, високо налягане, и/или съдържат разяждащи материали са по-малко желателни за транспортни приложения, и изискат по-скъпа конструкция и сигурност ако ще се ползват.
Възобновяемите източници на енергия и мястото им в учебния процес по физика
Възобновяемите източници на енергия и мястото им в учебния процес по физика
Цеца Цолова Христова
УКТЦ по МТТ гр. Правец, към ТУ-София
Хилядолетия наред човек чрез своята дейност изменя естествената среда, която обитава, а заедно с това - и самия себе си.
Индустриалната революция и научно-техническия прогрес въоръжиха човечеството с невиждани средства и възможности за въздействие и преобразуване на природата.
Човечеството не само изразходва огромни количества материя, която в голямата си част превръща в замърсители на природата, но и произвежда огромно количество енергия. Тази енергия в крайна сметка повишава температурата на планетата – т.нар. “парников ефект”.
В световен мащаб обществото е загрижено за замърсяването на околната среда . Доказателство за това са Конвенциите от Киото и Рио. В съответствие с тях много страни подписаха споразумението за незамърсяване на околната среда(без САЩ, Русия и др.)
Наличието на ограничените запаси от природни горива както и замърсяването на природата доведоха до търсенето на нови енергийни източници и пестенето на енергия.
Възобновяеми източници на енергии са всички енергии, чийто произход е от прякото слънчево греене и чието непряко въздействие е под формата на биомаса, движение на атмосферните маси, вятър, и движение на вълните.Освен това към тях се включват и енергиите от геотермичността и гравитацията.
Фиг. 1 Възобновяеми източници на енергия и връзката между тях:
Възобновяеми източници на енергии са:1.
1.Слънчевата енергия-/естествена светлина, слънчева топлина/
2.Енергията на вятъра - резултат от климатичните условия;
3.Силата на течащата вода - движението на водата, под действието на гравитацията;
4.Енергията на приливно-отливните вълни, получени като резултат от гравитацията между Слънцето, Луната и Земята;
5.Геотермалната енергия - затоплянето на подпочвените води от вулканична и тектонична дейност;
6.Използване на биогаз - резултат от разлагането на органичната материя;
7.Използването на физическа сила (животинска или човешка).
Енергия на Слънцето
Колосален източник на енергия е СЛЪНЦЕТО.От него под форма на слънчево лъчение само за една година върху Земята се получава енергия,равна на всички запаси от енергия на Земята(като се изключи термоядрената).Общата слънчева радиация превишава 2900 пъти световното енергопотребление.
Енергията на Слънцето може да се използва както за получаване на топла вода, така и за получаване на електроенергия.
Установено е, че 90% от енергопотреблението в домакинствата отива за отопление и битова топла вода Използването на слънчевата енергия може да намали значително разходите за тези нужди и да намали вредните емисии на CO2 до 50%.
Европейската комисия предвижда до 2010 година 12% от консумацията на електроенергия да е от възобновяеми източници на енергия. До 2003 година ще бъдат инсталирани 15 000 000 m3 слънчеви топлинни системи, а до 2010 година-100 000 000 m3.
Енергия на вятъра
Вятърът е неизчерпаем източник на енергия, наречен от човека с красивото име "сини въглища".
Около 1-2 % от енергията, идваща от Слънцето се превръща в енергия на вятъра. Това е от 50 до 100 пъти повече от слънчевата енергия, превърната в биомаса във всички плантации на Земята.
Използването на енергията на вятъра датира от преди повече от 3000 год.
В наши дни вятърната турбина основно се използва за получаване на електроенергия.Вятърната турбина превръща енергията на вятъра във въртящ момент чрез роторните витла..
Кинетичната енергия на вятъра зависи от плътността на въздуха - колкото въздухът е по-плътен, толкова повече енергия получава турбината, от третата степен на скоростта на вятъра и от конфигурацията на ротора.
Формулата по която се изчислява мощността на вятъра, когато той навлиза перпендикулярно на роторната зона е:
P = ½ ρv³πr²
Повече информация на адреси:(http://www.windpower.org/tour/wres/enrspeed.htm)
(http://www.windpower.org/stat/unitsw.htm#roughness)
Тук “ρ” е плътността на въздуха при съответната температура, “v” е скоростта на вятъра, π=3,14 , а “r” е радиусът на роторната зона.
Според “Закона на Бетц”,формулиран е от германският физик Алберт Бетц през 1919г, може да превърнем само 16/27(около 59%) от енергията на вятъра в механична енергия на турбината.
Задача 1: Да се изчисли мощността на вятъра при температура 15°С , ако скоростта му е 8 m/s при радиус на роторната зона 1m. Каква е мощността на вятъра на квадратен метър? Отг. 984,704 W; 313,6 W/m².
Задача 2: Да се разгледа таблицата и да се определи каква е стойността на мощността на вятъра на квадратен метър при два пъти по-малка скорост и при два пъти по-голема скорост от изчислената по-горе.
Задача 3. Да се изчисли произведената от вятърната турбина електроенергия от 1 m² площ при к.п.д. на вятърната турбина 42% и скорост на вятъра 10m/s за 1 час. А каква ще бъде за един ден и за една година? Считайте, че вятърът духа само през 10% от времето, а температурата е 15°С. Каква електроенергия ще произведе вятърна турбина с диаметър 2 m за една година? Отг. 0,025 kWh/m²; 0,6 kWh/m²; 219 kWh/m²; 687,7 kWh.
Сега в Европейския съюз се произвежда достатъчно електричество от енергията на вятъра, за посрещане нуждите на 5 000 000 човека, а до 2010 година в ще бъде инсталирана 60 000 MW мощност, която ще посрещне нуждите на 75 000 000 човека.
Водите като енергия
Едни от първите електроцентрали са били ВЕЦ. Човечеството от зората на цивилизацията използва силата на течащата и падащата вода за задвижване на различни съоръжения, но сравнително отскоро се използва енергията на приливно-отливните вълни
Една от първите електроцентрали от този тип е изградена на френското атлантическо крайбрежие и използва приливно-отливната вълна ( от 6 до 12 м.) за завъртане турбините на генератора за електричество.
Геотерманите води като енергоресурс
Геотермалната енергия се използва в страни, където има естествени горещи минерални извори, които могат да се използват и се използват както за добив на електроенергия, така и за директно отопляване на сгради. Такива източници на енергия се използват в Исландия.
Биомаса и биоенергия
Биомасата е многообразна като съдържание и многостранна като енергоресурс.Компонентите на биомасата като енергоресурс са дървесна биомаса, остатъци от дървообработващата и горска промишленост, енергийните култури, земеделските отпадъци, отпадъците на животновъдството и месопреработвателните предприятия.
От тях може да се произвеждат горива, топлинна и ел.енергия.
Биогазовете (от рода на метан) се получават при гниенето на органична материя - битово-комунални отпадъци; отпадъчни продукти от биохимични производства; отпадъчни продукти от животински ферми и т.н. Те също могат да се използват за производство на топло и електроенергия.
Битови и промишлени отпадъци като енергоресурс
Общите и домакинските отпадъци изхвърлени на градските сметища край големите градове могат да се превърнат в енергоносители за производството на топлинна и ел.енергия.
В световен мащаб отдавна отпадъците се събират разделно и след това се рециклират.
Един от най-новите заводи е ECOPLANT край Барселона. В него разделно събраните отпадъци отново се преработват.Цената му е повече от 50 000 000 долара, но тази инвестиция наистина си струва . Ще спомена само, че от анаеробното гниене на хранителните отпадъци, които ние хвърляме, се произвеждат годишно 14 000 000 m3 биогаз , 22 000 000 kWh електроенергия, 55 000 тона органична тор.
Горивна клетка
Горивната клетка е електро-химичен преобразувател на енергия.Тя всъщност е електро-химично устройство , приличащо по функция на батерия, но за разлика от батерията тя не складира енергия. Състои се от електролит, който е поставен между два електрода . Кислородът преминава през единия електрод, а водородът през другия, генерирайки електричество , вода и топлина. Превръщането на енергията в горивната клетка по принцип е чист и тих процес, т.е. няма замърсяване на околната среда.
Горивната клетка обикновено използва водород като гориво, но също така могат да бъдат използвани и други горива като естествен газ , метанол и дори въглища. В повечето видове горивни клетки тези горива първо трябва да бъдат преобразувани във водород с помощта на преобразувател. Вече има направени както големи електростанции от горивни клетки, захранващи населени места с електричен ток, така и малки горивни клетки за GSM и лаптоп.
В момента автомобилният бизнес хвърля много средства в разработването на все по-евтини и сигурни, леки и компактни горивни клетки. Засега цената им е доста голяма, но тенденцията е тя да намалява. Например с горивна клетка с мощност 50кW може да се изминат 350кm, като цената на водородното гориво почти се доближава до тази на бензина. Но цената на самата горивна клетка е все още непосилна са обикновения потребител.
Все още не е късно да спасим природата! А това ще стане, ако екологичните проблеми, пестенето на електроенергия , както и видовете възобновяемите източници на енергия получат по-широка популярност чрез часовете по физика.
Използвана литература:
www.SEEA.government.bg
www.europa.eu.int
www.windpower.org
www.zebu.uoregon.edu/1998/ph162/111.html
www.fuelcell.today
Цеца Цолова Христова
УКТЦ по МТТ гр. Правец, към ТУ-София
Хилядолетия наред човек чрез своята дейност изменя естествената среда, която обитава, а заедно с това - и самия себе си.
Индустриалната революция и научно-техническия прогрес въоръжиха човечеството с невиждани средства и възможности за въздействие и преобразуване на природата.
Човечеството не само изразходва огромни количества материя, която в голямата си част превръща в замърсители на природата, но и произвежда огромно количество енергия. Тази енергия в крайна сметка повишава температурата на планетата – т.нар. “парников ефект”.
В световен мащаб обществото е загрижено за замърсяването на околната среда . Доказателство за това са Конвенциите от Киото и Рио. В съответствие с тях много страни подписаха споразумението за незамърсяване на околната среда(без САЩ, Русия и др.)
Наличието на ограничените запаси от природни горива както и замърсяването на природата доведоха до търсенето на нови енергийни източници и пестенето на енергия.
Възобновяеми източници на енергии са всички енергии, чийто произход е от прякото слънчево греене и чието непряко въздействие е под формата на биомаса, движение на атмосферните маси, вятър, и движение на вълните.Освен това към тях се включват и енергиите от геотермичността и гравитацията.
Фиг. 1 Възобновяеми източници на енергия и връзката между тях:
Възобновяеми източници на енергии са:1.
1.Слънчевата енергия-/естествена светлина, слънчева топлина/
2.Енергията на вятъра - резултат от климатичните условия;
3.Силата на течащата вода - движението на водата, под действието на гравитацията;
4.Енергията на приливно-отливните вълни, получени като резултат от гравитацията между Слънцето, Луната и Земята;
5.Геотермалната енергия - затоплянето на подпочвените води от вулканична и тектонична дейност;
6.Използване на биогаз - резултат от разлагането на органичната материя;
7.Използването на физическа сила (животинска или човешка).
Енергия на Слънцето
Колосален източник на енергия е СЛЪНЦЕТО.От него под форма на слънчево лъчение само за една година върху Земята се получава енергия,равна на всички запаси от енергия на Земята(като се изключи термоядрената).Общата слънчева радиация превишава 2900 пъти световното енергопотребление.
Енергията на Слънцето може да се използва както за получаване на топла вода, така и за получаване на електроенергия.
Установено е, че 90% от енергопотреблението в домакинствата отива за отопление и битова топла вода Използването на слънчевата енергия може да намали значително разходите за тези нужди и да намали вредните емисии на CO2 до 50%.
Европейската комисия предвижда до 2010 година 12% от консумацията на електроенергия да е от възобновяеми източници на енергия. До 2003 година ще бъдат инсталирани 15 000 000 m3 слънчеви топлинни системи, а до 2010 година-100 000 000 m3.
Енергия на вятъра
Вятърът е неизчерпаем източник на енергия, наречен от човека с красивото име "сини въглища".
Около 1-2 % от енергията, идваща от Слънцето се превръща в енергия на вятъра. Това е от 50 до 100 пъти повече от слънчевата енергия, превърната в биомаса във всички плантации на Земята.
Използването на енергията на вятъра датира от преди повече от 3000 год.
В наши дни вятърната турбина основно се използва за получаване на електроенергия.Вятърната турбина превръща енергията на вятъра във въртящ момент чрез роторните витла..
Кинетичната енергия на вятъра зависи от плътността на въздуха - колкото въздухът е по-плътен, толкова повече енергия получава турбината, от третата степен на скоростта на вятъра и от конфигурацията на ротора.
Формулата по която се изчислява мощността на вятъра, когато той навлиза перпендикулярно на роторната зона е:
P = ½ ρv³πr²
Повече информация на адреси:(http://www.windpower.org/tour/wres/enrspeed.htm)
(http://www.windpower.org/stat/unitsw.htm#roughness)
Тук “ρ” е плътността на въздуха при съответната температура, “v” е скоростта на вятъра, π=3,14 , а “r” е радиусът на роторната зона.
Според “Закона на Бетц”,формулиран е от германският физик Алберт Бетц през 1919г, може да превърнем само 16/27(около 59%) от енергията на вятъра в механична енергия на турбината.
Задача 1: Да се изчисли мощността на вятъра при температура 15°С , ако скоростта му е 8 m/s при радиус на роторната зона 1m. Каква е мощността на вятъра на квадратен метър? Отг. 984,704 W; 313,6 W/m².
Задача 2: Да се разгледа таблицата и да се определи каква е стойността на мощността на вятъра на квадратен метър при два пъти по-малка скорост и при два пъти по-голема скорост от изчислената по-горе.
Задача 3. Да се изчисли произведената от вятърната турбина електроенергия от 1 m² площ при к.п.д. на вятърната турбина 42% и скорост на вятъра 10m/s за 1 час. А каква ще бъде за един ден и за една година? Считайте, че вятърът духа само през 10% от времето, а температурата е 15°С. Каква електроенергия ще произведе вятърна турбина с диаметър 2 m за една година? Отг. 0,025 kWh/m²; 0,6 kWh/m²; 219 kWh/m²; 687,7 kWh.
Сега в Европейския съюз се произвежда достатъчно електричество от енергията на вятъра, за посрещане нуждите на 5 000 000 човека, а до 2010 година в ще бъде инсталирана 60 000 MW мощност, която ще посрещне нуждите на 75 000 000 човека.
Водите като енергия
Едни от първите електроцентрали са били ВЕЦ. Човечеството от зората на цивилизацията използва силата на течащата и падащата вода за задвижване на различни съоръжения, но сравнително отскоро се използва енергията на приливно-отливните вълни
Една от първите електроцентрали от този тип е изградена на френското атлантическо крайбрежие и използва приливно-отливната вълна ( от 6 до 12 м.) за завъртане турбините на генератора за електричество.
Геотерманите води като енергоресурс
Геотермалната енергия се използва в страни, където има естествени горещи минерални извори, които могат да се използват и се използват както за добив на електроенергия, така и за директно отопляване на сгради. Такива източници на енергия се използват в Исландия.
Биомаса и биоенергия
Биомасата е многообразна като съдържание и многостранна като енергоресурс.Компонентите на биомасата като енергоресурс са дървесна биомаса, остатъци от дървообработващата и горска промишленост, енергийните култури, земеделските отпадъци, отпадъците на животновъдството и месопреработвателните предприятия.
От тях може да се произвеждат горива, топлинна и ел.енергия.
Биогазовете (от рода на метан) се получават при гниенето на органична материя - битово-комунални отпадъци; отпадъчни продукти от биохимични производства; отпадъчни продукти от животински ферми и т.н. Те също могат да се използват за производство на топло и електроенергия.
Битови и промишлени отпадъци като енергоресурс
Общите и домакинските отпадъци изхвърлени на градските сметища край големите градове могат да се превърнат в енергоносители за производството на топлинна и ел.енергия.
В световен мащаб отдавна отпадъците се събират разделно и след това се рециклират.
Един от най-новите заводи е ECOPLANT край Барселона. В него разделно събраните отпадъци отново се преработват.Цената му е повече от 50 000 000 долара, но тази инвестиция наистина си струва . Ще спомена само, че от анаеробното гниене на хранителните отпадъци, които ние хвърляме, се произвеждат годишно 14 000 000 m3 биогаз , 22 000 000 kWh електроенергия, 55 000 тона органична тор.
Горивна клетка
Горивната клетка е електро-химичен преобразувател на енергия.Тя всъщност е електро-химично устройство , приличащо по функция на батерия, но за разлика от батерията тя не складира енергия. Състои се от електролит, който е поставен между два електрода . Кислородът преминава през единия електрод, а водородът през другия, генерирайки електричество , вода и топлина. Превръщането на енергията в горивната клетка по принцип е чист и тих процес, т.е. няма замърсяване на околната среда.
Горивната клетка обикновено използва водород като гориво, но също така могат да бъдат използвани и други горива като естествен газ , метанол и дори въглища. В повечето видове горивни клетки тези горива първо трябва да бъдат преобразувани във водород с помощта на преобразувател. Вече има направени както големи електростанции от горивни клетки, захранващи населени места с електричен ток, така и малки горивни клетки за GSM и лаптоп.
В момента автомобилният бизнес хвърля много средства в разработването на все по-евтини и сигурни, леки и компактни горивни клетки. Засега цената им е доста голяма, но тенденцията е тя да намалява. Например с горивна клетка с мощност 50кW може да се изминат 350кm, като цената на водородното гориво почти се доближава до тази на бензина. Но цената на самата горивна клетка е все още непосилна са обикновения потребител.
Все още не е късно да спасим природата! А това ще стане, ако екологичните проблеми, пестенето на електроенергия , както и видовете възобновяемите източници на енергия получат по-широка популярност чрез часовете по физика.
Използвана литература:
www.SEEA.government.bg
www.europa.eu.int
www.windpower.org
www.zebu.uoregon.edu/1998/ph162/111.html
www.fuelcell.today
Екологично добиване на енергия
Екологично добиване на енергия
Цеца Цолова Христова
УКТЦ по МТТ гр. Правец, България
В световен мащаб обществото е загрижено за замърсяването на околната среда , а необходимостта от пестене на ограничените запаси от изкопаеми горива доведе до по-широкото използване на възобновяемите източници на енергия.
Възобновяеми източници на енергии са всички енергии, чийто произход е от прякото слънчево греене /естествена светлина, слънчева топлина/, и чието непряко въздействие е под формата на биомаса, движение на атмосферните маси, вятър, и движение на вълните.Освен тях и енергиите от геотермичността и гравитацията / приливи и отливи/.
Енергия на Слънцето
Колосален източник на енергия е СЛЪНЦЕТО.От него под форма на слънчево лъчение само за една година върху Земята се получава енергия,равна на всички запаси от енергия на Земята(като се изключи термоядрената).Общата слънчева радиация превишава 2900 пъти световното енергопотребление. Въпреки, че страните от Северна и Централна Европа имат по-малки количества слънчева радиация на m3 в сравнение със страните от Южна Европа, по технически и икономически причини ние все още малко я използуваме.
Установено е, че 90% от енергопотреблението в домакинствата отива за отопление и битова топла вода Използването на слънчевата енергия може да намали значително разходите за тези нужди и да намали вредните емисии на CO2 до 50%.
Това отдавна се прави в Европа. Европейската комисия предвижда до 2010 година 12% от консумацията на електроенергия да е от възобновяеми източници на енергия. До 2003 година ще бъдат инсталирани 15 000 000 m3 слънчеви топлинни системи, а до 2010 година-100 000 000 m3.
Производството на електричен ток чрез фотопанели също не е новост. Още 1986 година Японското правителство приема амбициозна програма за поставяне на слънчеви панели, произвеждащи електричен ток върху покривите на 2 000 000 къщи, което се финансира от правителството. В другите страни токът , произведен от възобновими източници се изкупува по-скъпо , отколкото заплащането на консумираният ток от електромрежата..
В България приложението на слънчевата енергия е слабо застъпено в слънчевите термични системи за топла вода в жилищни, обществени и стопански обекти, в пасивни слънчеви панели за отопление и обекти за сушене на дървен материал и селскостопанска продукция.Докато ел.производството от слънчева енергия в страната изобщо не е развито.
У нас няма все още приет закон за стимулиране на производството на енергоизточници от възобновяеми източници на енергия.
Ще пропуснем ли шанса да влезем колкото се може по-бързо в ерата на слънчевата енергия, избягвайки финансовите и екологични тежести от продължителната зависимост от изкопаеми горива и атомната електроцентрала?
Много български научни институти имат готовност да ни предложат разработки на световно ниво, но липсата на преференциални изкупни цени спира инициативата в тази насока. В “Централната Лаборатория по Слънчева енергия и нови енергийни източници “ на БАН предлаганите панели са с коефициент на полезно действие 19%-което е на световно ниво.
Енергия на вятъра
Огромна дейност върху земята върши ВЯТЪРЪТ-неизчерпаем източник на енергия,при това "безплатен",наречен от човека с красивото име-"СИНИ ВЪГЛИЩА" .
Енергията на сините въглища е огромна.Пресметнато е,че енергията на вятъра в целия свят надминава енергията ,получавана от употребата на каменните въглища 5 000 пъти.
Според изчисленията на учените енергията на вятъра превишава енергията на всички видове изкопаеми горива 2,5 пъти.Така,че сините въглища заемат първо място по мощност на своите запаси.Нещо повече.Енергията на вятъра е просто неизтощима-докато на земята свети Слънцето,ще има и ветрове.
Сините въглища се намират навсякъде.Няма нужда да се копаят от мините,те винаги са под ръка.За предаването на тази енергия не са нужни далекопроводи,тя може да се "улови"на което и да е място ,в който и да е район.
Произходът на вятърните мелници се губи в дълбоката древност. Известно е например,че китайците още от много хилядолетия са се ползвали от най-простите вятърни мелници.А в Египет,около Александрия, доста стари постройки на вятърни мелници са се запазили и досега.Учените смятат ,че каменните кули на тези мелници са построени преди 3 хил.години.
Ветровата енергия е особено важна за производство на електричество в области, които са изолирани и отдалечени и до които преносът на електроенергия би бил невъзможен поради високата цена.Непостоянният режим на вятъра е причина да се търсят както начини за акумулирането на получената по този начин енергия, така и начини за работа в режим на поддържащо генериране.Ветровата енергия в много случай се оказва идеалният източник за захранване на водните помпи. Използуването на евтино слънчево или вятърно електричество за добиване на водород чрез водна хидролиза и съхраняването му във водородни клетки дава възможност за пренасянето му на хиляди километри.
Според официалните статистики, общата сума на мощността, която вятърните турбини осигуряват се равнява на 13% от цялата енергийна продукция в Дания. Общо около 6100 вятърни мелници са разположени в Дания, включващи малките частни вятърни турбини и големите групи от такива, разположени в Датски води.Обикновена ел. централа там произвжда същото количество енергия.колкото и 1000 обикновени вятърни турбини. Това разбира се зависи от вида на вятърните турбини, от размерите и от ефикаснистта им.
Поставянето на вятърни електроцентрали разбира се, зависи от ветровите зони.Оказва се, че на много места в крайбрежните райони те не липсват .Например край Тарагона е построена вятърна плантация, която използва силата на вятъра,духащ откъм морето, състояща се от 88 вятърни генератора.Тя произвегда 3,5 MWh електроенергия.
Сполучливо се използва вятърната енергия в офшортните зони. Понякога произведената електроенергия в тях от вятъра задоволява до 90% от нуждите от електроенергия на острова, както например на остров Феър в Северно море.
Сегашните проекти за вятърна енергия в Европа произвеждат достатъчно електричество за посрещане нуждите на 5000 000 човека. Промишлеността , поизвеждаща енергия от вятъра си постави за цел производство на 60 000 МW електроенергия до 2010 година, което ще усигури електричество за около 75 000 000 човека.
Новите цели на EWEA / Международна Агенция по Вятърна Енергия/ за годишно производство на енергия от вятъра са:
година инсталационна мощност в офшортните зони
2010 60 000 MW 5 000 MW
2020 150 000 MW 50 000MW
Предвид техническите характеристики съвременните ветрови електрогенератори /ВЕГ/ работят при скорост на вятъра в диапазона от 4 до 25 м/с.У нас средно годишно над 7 000 часа /над 80 % / скорости на вятъра в IV ветрова зона /високо в планините/ разполагат с оптимални условия за ефективно ел.производство.
Но въпреки това ел.производство от вятърна енергия в страната не е развито и все още е на ниво проекти.
Водите като енергия
Независимо, че през нашата територия преминават около 500 бр. реки, България е бедна на водни ресурси.Годишният отток на реките е около 19млрд.куб.м., но в резултат на измененията на световния климат и на затоплянето в Средиземноморския регион, този отток спада чувствително.За 2000 г. хидрометеоролозите отчитат 30% спад.
С изграждането на планираните вече крупни хидроенергийни обекти, може да се приеме, че практически водните енергийни ресурси са усвоени.Но все още има подходящи места за построяване на микро ВЕЦ и те трябва да се използват максимално.Те трябва да бъдат включени в приоритетите за развитието на общините на чиято територия се намират.
Геотерманите води като енергоресурс
Освен в топлофикационните системи, геотермалните води могат да се използват за ел.производство и за комбинирано производство на електрическа и топлинна енергия.Могат да се прилагат и разнообразни варианти на комбинация между геотермална енергия и други енергоносители. Най-облагодетелстван в това отношение е районът на Велинград.Общия дебит на каптираните там минерални води е 1370л/сек, с температури от 38 С до 94С.
До сега геотермалната енергия се използва ограничено за отопление на оранжерии, а за електропроизводство тя изобщо не се използва
Биомаса
Биомасата е многообразна като съдържание и многостранна като енергоресурс.
Компонентите на биомасата като енергоресурс са дървесна биомаса, остатъци от дървообработващата и горска промишленост, енергийните култури, земеделските отпадъци, отпадъците на животновъдството и месопреработвателните предприятия.
От него може да се произвеждат горива, топлинна и ел.енергия.
България разполага със сериозни количества биомаса.
Битови и промишлени отпадъци като енергоресурс
Общите и домакинските отпадъци изхвърлени на градските сметища край големите градове могат да се превърнат в енергоносители за производството на топлинна и ел.енергия.
В световен мащаб отдавна отпадъците се събират разделно и след това се рециклират.
Един от най-новите заводи е ECOPLANT край Барселона. В него разделно събраните отпадъци отново се преработват.Цената му е повече от 50 000 000 долара, но тази инвестиция наистина си струва . Ще спомена само, че от анаеробното гниене на хранителните отпадъци, които ние хвърляме, се произвеждат годишно 14 000 000 m3 биогаз , 22 000 000 kWh електроенергия, 55 000 тона органична тор.
У нас това е слабо застъпено или съвсем не се прави, а страната ни е затрупана от буклуци!!!
Използувана литература:
Обобщени материали от работата по международен проект по програма SOCRATES, под програма COMENIUS – дейност 1 на тема: “Енегргия за Европа без замърсяване през 2000 година. Реалност или утопия?”
www.SEEA.government.bg
www.europa.eu.int
www.windpower.org
Цеца Цолова Христова
УКТЦ по МТТ гр. Правец, България
В световен мащаб обществото е загрижено за замърсяването на околната среда , а необходимостта от пестене на ограничените запаси от изкопаеми горива доведе до по-широкото използване на възобновяемите източници на енергия.
Възобновяеми източници на енергии са всички енергии, чийто произход е от прякото слънчево греене /естествена светлина, слънчева топлина/, и чието непряко въздействие е под формата на биомаса, движение на атмосферните маси, вятър, и движение на вълните.Освен тях и енергиите от геотермичността и гравитацията / приливи и отливи/.
Енергия на Слънцето
Колосален източник на енергия е СЛЪНЦЕТО.От него под форма на слънчево лъчение само за една година върху Земята се получава енергия,равна на всички запаси от енергия на Земята(като се изключи термоядрената).Общата слънчева радиация превишава 2900 пъти световното енергопотребление. Въпреки, че страните от Северна и Централна Европа имат по-малки количества слънчева радиация на m3 в сравнение със страните от Южна Европа, по технически и икономически причини ние все още малко я използуваме.
Установено е, че 90% от енергопотреблението в домакинствата отива за отопление и битова топла вода Използването на слънчевата енергия може да намали значително разходите за тези нужди и да намали вредните емисии на CO2 до 50%.
Това отдавна се прави в Европа. Европейската комисия предвижда до 2010 година 12% от консумацията на електроенергия да е от възобновяеми източници на енергия. До 2003 година ще бъдат инсталирани 15 000 000 m3 слънчеви топлинни системи, а до 2010 година-100 000 000 m3.
Производството на електричен ток чрез фотопанели също не е новост. Още 1986 година Японското правителство приема амбициозна програма за поставяне на слънчеви панели, произвеждащи електричен ток върху покривите на 2 000 000 къщи, което се финансира от правителството. В другите страни токът , произведен от възобновими източници се изкупува по-скъпо , отколкото заплащането на консумираният ток от електромрежата..
В България приложението на слънчевата енергия е слабо застъпено в слънчевите термични системи за топла вода в жилищни, обществени и стопански обекти, в пасивни слънчеви панели за отопление и обекти за сушене на дървен материал и селскостопанска продукция.Докато ел.производството от слънчева енергия в страната изобщо не е развито.
У нас няма все още приет закон за стимулиране на производството на енергоизточници от възобновяеми източници на енергия.
Ще пропуснем ли шанса да влезем колкото се може по-бързо в ерата на слънчевата енергия, избягвайки финансовите и екологични тежести от продължителната зависимост от изкопаеми горива и атомната електроцентрала?
Много български научни институти имат готовност да ни предложат разработки на световно ниво, но липсата на преференциални изкупни цени спира инициативата в тази насока. В “Централната Лаборатория по Слънчева енергия и нови енергийни източници “ на БАН предлаганите панели са с коефициент на полезно действие 19%-което е на световно ниво.
Енергия на вятъра
Огромна дейност върху земята върши ВЯТЪРЪТ-неизчерпаем източник на енергия,при това "безплатен",наречен от човека с красивото име-"СИНИ ВЪГЛИЩА" .
Енергията на сините въглища е огромна.Пресметнато е,че енергията на вятъра в целия свят надминава енергията ,получавана от употребата на каменните въглища 5 000 пъти.
Според изчисленията на учените енергията на вятъра превишава енергията на всички видове изкопаеми горива 2,5 пъти.Така,че сините въглища заемат първо място по мощност на своите запаси.Нещо повече.Енергията на вятъра е просто неизтощима-докато на земята свети Слънцето,ще има и ветрове.
Сините въглища се намират навсякъде.Няма нужда да се копаят от мините,те винаги са под ръка.За предаването на тази енергия не са нужни далекопроводи,тя може да се "улови"на което и да е място ,в който и да е район.
Произходът на вятърните мелници се губи в дълбоката древност. Известно е например,че китайците още от много хилядолетия са се ползвали от най-простите вятърни мелници.А в Египет,около Александрия, доста стари постройки на вятърни мелници са се запазили и досега.Учените смятат ,че каменните кули на тези мелници са построени преди 3 хил.години.
Ветровата енергия е особено важна за производство на електричество в области, които са изолирани и отдалечени и до които преносът на електроенергия би бил невъзможен поради високата цена.Непостоянният режим на вятъра е причина да се търсят както начини за акумулирането на получената по този начин енергия, така и начини за работа в режим на поддържащо генериране.Ветровата енергия в много случай се оказва идеалният източник за захранване на водните помпи. Използуването на евтино слънчево или вятърно електричество за добиване на водород чрез водна хидролиза и съхраняването му във водородни клетки дава възможност за пренасянето му на хиляди километри.
Според официалните статистики, общата сума на мощността, която вятърните турбини осигуряват се равнява на 13% от цялата енергийна продукция в Дания. Общо около 6100 вятърни мелници са разположени в Дания, включващи малките частни вятърни турбини и големите групи от такива, разположени в Датски води.Обикновена ел. централа там произвжда същото количество енергия.колкото и 1000 обикновени вятърни турбини. Това разбира се зависи от вида на вятърните турбини, от размерите и от ефикаснистта им.
Поставянето на вятърни електроцентрали разбира се, зависи от ветровите зони.Оказва се, че на много места в крайбрежните райони те не липсват .Например край Тарагона е построена вятърна плантация, която използва силата на вятъра,духащ откъм морето, състояща се от 88 вятърни генератора.Тя произвегда 3,5 MWh електроенергия.
Сполучливо се използва вятърната енергия в офшортните зони. Понякога произведената електроенергия в тях от вятъра задоволява до 90% от нуждите от електроенергия на острова, както например на остров Феър в Северно море.
Сегашните проекти за вятърна енергия в Европа произвеждат достатъчно електричество за посрещане нуждите на 5000 000 човека. Промишлеността , поизвеждаща енергия от вятъра си постави за цел производство на 60 000 МW електроенергия до 2010 година, което ще усигури електричество за около 75 000 000 човека.
Новите цели на EWEA / Международна Агенция по Вятърна Енергия/ за годишно производство на енергия от вятъра са:
година инсталационна мощност в офшортните зони
2010 60 000 MW 5 000 MW
2020 150 000 MW 50 000MW
Предвид техническите характеристики съвременните ветрови електрогенератори /ВЕГ/ работят при скорост на вятъра в диапазона от 4 до 25 м/с.У нас средно годишно над 7 000 часа /над 80 % / скорости на вятъра в IV ветрова зона /високо в планините/ разполагат с оптимални условия за ефективно ел.производство.
Но въпреки това ел.производство от вятърна енергия в страната не е развито и все още е на ниво проекти.
Водите като енергия
Независимо, че през нашата територия преминават около 500 бр. реки, България е бедна на водни ресурси.Годишният отток на реките е около 19млрд.куб.м., но в резултат на измененията на световния климат и на затоплянето в Средиземноморския регион, този отток спада чувствително.За 2000 г. хидрометеоролозите отчитат 30% спад.
С изграждането на планираните вече крупни хидроенергийни обекти, може да се приеме, че практически водните енергийни ресурси са усвоени.Но все още има подходящи места за построяване на микро ВЕЦ и те трябва да се използват максимално.Те трябва да бъдат включени в приоритетите за развитието на общините на чиято територия се намират.
Геотерманите води като енергоресурс
Освен в топлофикационните системи, геотермалните води могат да се използват за ел.производство и за комбинирано производство на електрическа и топлинна енергия.Могат да се прилагат и разнообразни варианти на комбинация между геотермална енергия и други енергоносители. Най-облагодетелстван в това отношение е районът на Велинград.Общия дебит на каптираните там минерални води е 1370л/сек, с температури от 38 С до 94С.
До сега геотермалната енергия се използва ограничено за отопление на оранжерии, а за електропроизводство тя изобщо не се използва
Биомаса
Биомасата е многообразна като съдържание и многостранна като енергоресурс.
Компонентите на биомасата като енергоресурс са дървесна биомаса, остатъци от дървообработващата и горска промишленост, енергийните култури, земеделските отпадъци, отпадъците на животновъдството и месопреработвателните предприятия.
От него може да се произвеждат горива, топлинна и ел.енергия.
България разполага със сериозни количества биомаса.
Битови и промишлени отпадъци като енергоресурс
Общите и домакинските отпадъци изхвърлени на градските сметища край големите градове могат да се превърнат в енергоносители за производството на топлинна и ел.енергия.
В световен мащаб отдавна отпадъците се събират разделно и след това се рециклират.
Един от най-новите заводи е ECOPLANT край Барселона. В него разделно събраните отпадъци отново се преработват.Цената му е повече от 50 000 000 долара, но тази инвестиция наистина си струва . Ще спомена само, че от анаеробното гниене на хранителните отпадъци, които ние хвърляме, се произвеждат годишно 14 000 000 m3 биогаз , 22 000 000 kWh електроенергия, 55 000 тона органична тор.
У нас това е слабо застъпено или съвсем не се прави, а страната ни е затрупана от буклуци!!!
Използувана литература:
Обобщени материали от работата по международен проект по програма SOCRATES, под програма COMENIUS – дейност 1 на тема: “Енегргия за Европа без замърсяване през 2000 година. Реалност или утопия?”
www.SEEA.government.bg
www.europa.eu.int
www.windpower.org
Абонамент за:
Публикации (Atom)
